DE102016006248A1

DE102016006248A1 - Robotersystem zum Befördern eines Gegenstands im aufgehängten Zustand

Info

Publication number: DE102016006248A1
Application number: DE102016006248.7A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi INUTAKE; Daisuke Itou
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2036-05-21
Also published as: CN106181965A; JP6122065B2; US9855655B2; US20160346918A1; CN106181965B; JP2016221627A; DE102016006248B4

Abstract

Ein Robotersystem umfasst einen ersten Roboter, der eine Aufhängvorrichtung zum Aufhängen eines Werkstücks abstützt, einen zweiten Roboter, der eine Hand abstützt, und eine Steuerungsvorrichtung, die eine kooperative Steuerung ausführt, um zu bewirken, dass der erste Roboter und der zweite Roboter zusammenarbeiten. Die Hand greift das Werkstück an einem Teil, der niedriger als ein passendes Griffteil des Werkstücks ist. In dem Robotersystem führt die Steuerungsvorrichtung eine kooperative Steuerung aus, sodass das Werkstück befördert wird, während ein Zustand, in dem die Hand den Gegenstand greift, erhalten bleibt.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem zum Befördern eines Gegenstands.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In einem Fertigungswerk für ein Produkts oder dergleichen können Gegenstände von den Ausgangspositionen zu den Zielpositionen befördert werden. Wenn ein Roboter zum Befördern eines Gegenstands verwendet wird, kann der Gegenstand hochgehoben und durch den Roboter befördert werden, während ein Endeffektor des Roboters den Gegenstand greift oder angesaugt festhält. Es ist im Stand der Technik ebenfalls bekannt, eine Fördervorrichtung zum Befördern eines Gegenstands in einem hängenden Zustand bereitzustellen.
Die ungeprüfte Japanische Patentanmeldung Nr. H05-162974 offenbart eine Fördervorrichtung, die Laufschienen, eine bewegliche Kranvorrichtung, die einen anhebbaren Haken umfasst, einen Walzengreifmechanismus, der am Haken der Kraneinheit hängt und dazu benutzt wird, eine Walzwerkwalze zu greifen, und einen Spannfutterdrehmechanismus zum Drehen des Spannfutters der durch den Walzengreifmechanismus gegriffenen Walzwerkwalze umfasst. Es wird in dieser Patentschrift ebenfalls offenbart, dass die Vorrichtung des Weiteren einen Schwingstoppmechanismus umfasst, um zu verhindern, dass der Walzengreifmechanismus und der Spannfutterdrehmechanismus in Bezug auf die Kraneinheit schwingen.
Beim Befördern von verschiedenen Arten von Gegenständen, unter anderem von einem schweren Gegenstand, wäre beispielsweise ein mögliches einzusetzendes Verfahren, den Gegenstand in einem aufgehängten Zustand zu befördern. In dem Falle der Fördervorrichtung, in dem der Kran, wie in der obengenannten Patentschrift offenbart, auf Schienen verfährt, ist jedoch die Richtung, in der der Gegenstand befördert wird, auf die Richtung beschränkt, entlang der sich die Schienen erstrecken. Des Weiteren ist die Fördergeschwindigkeit langsam, da der Kran auf den Schienen verfährt. Außerdem kann es erwünscht sein, die Orientierung des Gegenstands während des Beförderns zu ändern, wobei es jedoch schwierig ist, die Orientierung des Gegenstands während des Beförderns zu ändern.
Beim Befördern eines Gegenstands in einem aufgehängten Zustand ohne Verwendung einer mit Laufschienen ausgestatteten Fördervorrichtung war es seither Praxis, eine Haltevorrichtung mit dem Gegenstand zu verbinden und den Gegenstand aufzuhängen, indem die Vorrichtung mittels eines Hebezeugs angehoben wird. Während dann der Gegenstand in dem hängenden Zustand verbleibt, bewegt ein Bediener den Gegenstand durch Halten des Gegenstands mit seiner Hand zur gewünschten Position. Dann wird der Gegenstand in der gewünschten abgesetzt, indem die Haltevorrichtung mittels des Hebezeugs abgesenkt wird. Da der Gegenstand auf diese Weise von Hand bewegt wird, hatte die frühere Praxis das Problem, dass Zeit und Arbeit benötigt werden, um die Aufgabe zu erledigen, und es müssen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, um Unfälle, wie Fallenlassen des Gegenstands während der Beförderung, zu verhindern.
Kurzdarstellung der Erfindung
Ein Robotersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Robotersystem zum Befördern eines Gegenstands und umfasst eine Aufhängvorrichtung, die einen Eingriffsteil zum Eingreifen an einem passenden Griffteil des Gegenstands umfasst und die den Gegenstand aufhängt, und einen ersten Roboter, der die Aufhängvorrichtung abstützt. Das Robotersystem umfasst eine Hand, die den Gegenstand greift, wenn der Gegenstand aufgehängt ist, und einen zweiten Roboter, der die Hand abstützt. Das Robotersystem umfasst eine Steuerungsvorrichtung, die eine kooperative Steuerung ausführt, um zu bewirken, dass der erste Roboter und der zweite Roboter zusammenarbeiten. Die Hand greift den Gegenstand in einer Position, die niedriger als der passende Griffteil ist. In dem Robotersystem führt die Steuerungsvorrichtung eine kooperative Steuerung aus, sodass die Position der Hand relativ zu der Aufhängvorrichtung konstant gehalten wird, und dass der Gegenstand befördert wird, während ein Zustand, in dem die Hand den Gegenstand greift, erhalten bleibt.
In der Erfindung kann die Steuerungsvorrichtung als eine einzelne Vorrichtung ausgestaltet werden, die den ersten Roboter und den zweiten Roboter steuert.
In der Erfindung kann die Steuerungsvorrichtung eine erste Steuerungsvorrichtung, die den ersten Roboter steuert, und eine zweite Steuerungsvorrichtung, die den zweiten Roboter steuert, umfassen, und die erste Steuerungsvorrichtung und die zweite Steuerungsvorrichtung können miteinander über eine Kommunikationsleitung verbunden sein, um eine kooperative Steuerung auszuführen.
In der Erfindung kann das Robotersystem eine Abbildungsvorrichtung umfassen, um ein Bild des Gegenstands oder eine Palette, auf der der Gegenstand abgelegt ist, aufzunehmen. Die Steuerungsvorrichtung kann vorab ein Referenzbild speichern, wenn sich der erste Roboter und der zweite Roboter in einer Referenzposition und einer Referenzhaltung befinden. Die Steuerungsvorrichtung kann basierend auf dem durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild und dem Referenzbild einen Korrekturbetrag für die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters berechnen und die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters basierend auf dem Korrekturbetrag korrigieren.
In der Erfindung kann das Robotersystem eine Einführvorrichtung zum Anliefern des Gegenstands umfassen. Die Abbildungsvorrichtung kann eine an der Aufhängvorrichtung befestigte Kamera umfassen und ein Bild des passenden Griffteils aufnehmen, wenn die Einführvorrichtung den Gegenstand zu einer vorbestimmten Position transportiert. Die Steuerungsvorrichtung kann die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters basierend auf dem durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild des passenden Griffteils korrigieren.
In der Erfindung kann die Abbildungsvorrichtung eine auf einem Boden unbeweglich abgestützte Kamera umfassen und ein Bild des Gegenstands auf dem Beförderungsweg in einem aufgehängten Zustand aufnehmen. Die Steuerungsvorrichtung kann die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters basierend auf dem durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild korrigieren.
In der Erfindung kann das Robotersystem eine Ausführvorrichtung zum Entladen des auf der Entladepalette abgesetzten Gegenstands umfassen. Die Abbildungsvorrichtung kann eine auf einem Boden unbeweglich abgestützte Kamera umfassen und ein Bild der Entladepalette aufnehmen, wenn die Ausführvorrichtung die Entladepalette zu einer vorbestimmten Position transportiert. Die Steuerungsvorrichtung kann die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters basierend auf dem durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild der Entladepalette korrigieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform.
Die 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Aufhängvorrichtung, ein Werkstück und eine Hand gemäß der Ausführungsform darstellt.
Die 3 ist ein Blockschaltbild des Robotersystems gemäß der Ausführungsform.
Die 4 ist ein Ablaufdiagramm, das die durch das Robotersystem gemäß der Ausführungsform ausgeführte Steuerung darstellt.
Die 5 ist ein schematisches Schaubild, das einen ersten Schritt in der Steuerung zum Befördern des Werkstücks gemäß der Ausführungsform darstellt
Die 6 ist ein schematisches Schaubild, das einen zweiten Schritt in der Steuerung zum Befördern des Werkstücks gemäß der Ausführungsform darstellt.
Die 7 ist ein schematisches Schaubild, das einen dritten Schritt in der Steuerung zum Befördern des Werkstücks gemäß der Ausführungsform darstellt.
Die 8 ist ein schematisches Schaubild, das einen vierten Schritt in der Steuerung zum Befördern des Werkstücks gemäß der Ausführungsform darstellt.
Die 9 ist ein schematisches Schaubild, das einen fünften Schritt in der Steuerung zum Befördern des Werkstücks gemäß der Ausführungsform darstellt.
Die 10 ist ein Blockschaltbild eines alternativen Robotersystems gemäß der Ausführungsform.
Ausführliche Beschreibung
Ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform wird nachfolgend mit Bezug auf die 1 bis 10 beschrieben. Das Robotersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform befördert ein Werkstück, das als ein zu befördernder Gegenstand dient, von einer Ausgangsposition zu einer Zielposition, indem mehrere Roboter verwendet werden. Die mehreren Roboter befördern das Werkstück in einem aufgehängten Zustand.
Die 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Robotersystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Robotersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen ersten Roboter 1 und einen zweiten Roboter 2. In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Roboter 1 und der zweite Roboter 2 jeweils eine Gelenkroboter mit sechs Freiheitsgraden. Die folgende Beschreibung wird gegeben, indem ein Werkstück 81, ein schwerer Gegenstand, als ein Beispiel des zu befördernden Gegenstands genommen wird.
Das Robotersystem 10 umfasst einen Einführförderer 54, der als Einführvorrichtung zum Anliefern des Werkstücks 81 an die Ausgangsposition dient, und Ausführförderer 55 und 59, die als Ausführvorrichtung zum Entladen des zur Zielposition transportierten Werkstücks 81 dienen. Der Einführförderer 54 und die Ausführförderer 55 und 59 können jeweils aus einem Rollenförderer oder dergleichen zusammengebaut werden. Der Einführförderer 54 wird in der durch einen Pfeil 111 angedeuteten Richtung angetrieben und liefert das Werkstück 81 an die vorbestimmte Ausgangsposition. Das Werkstück 81 wird auf einer Anlieferungspalette 56 aufgesetzt angeliefert. Die Ausgangsposition des Werkstücks 81 ist die Position des Werkstücks 81, wenn die Anlieferungspalette 56 an die vorbestimmte Position transportiert worden ist. Die Ausgangsposition des Werkstücks 81 ist auch die Position, an der eine mit dem ersten Roboter 1 verbundene Aufhängvorrichtung 3 und eine mit dem zweiten Roboter 2 verbundene Hand 4 an dem Werkstück 81 eingreifen.
Der Ausführförderer 55 wird in der durch einen Pfeil 112 angedeuteten Richtung angetrieben und fördert die Entladepaletten 57 und 58 an die vorbestimmte Position. Die Entladepalette 58 wird auf den Ausführförderer 55 gesetzt und dient als die Basis der Entladepalette 57. Die Entladepalette 57 wird auf die Entladepalette 58 gesetzt und das Werkstück 81 wird auf die Entladepalette 57 gesetzt. Die Zielposition des Werkstücks 81 ist die Position des Werkstücks 81, an der es auf die Entladepalette 57 gesetzt wird. Der erste Roboter 1 und der zweite Roboter 2 befördern das Werkstück 81 von der Ausgangsposition zur Zielposition in zusammenwirkenden Bewegungen. Die Zielposition ist die Position, an der die Aufhängvorrichtung 3 und die Hand 4 den Eingriff an dem Werkstück 81 lösen. In der vorliegenden Ausführungsform dreht das Robotersystem 10 das Werkstück 81 während der Beförderungsdauer um 90 Grad um eine sich in der vertikalen Richtung erstreckenden Drehachse. Das heißt, das Robotersystem 10 ändert die Orientierung des Werkstücks 81 während der Beförderungsdauer.
Der Ausführförderer 55 umfasst eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Entladepalette 57 auf den Ausführförderer 59. Wenn die Beförderung des Werkstücks 81 durch den ersten Roboter 1 und den zweiten Roboter 2 abgeschlossen ist, hebt die Bewegungsvorrichtung die Entladepalette 57 von der Entladepalette 58 ab. Dann bewegt die Bewegungsvorrichtung die Entladepalette 57 auf den Ausführförderer 59, wie durch einen Pfeil 114 angedeutet. Der Ausführförderer 59 wird angetrieben, um das Werkstück 81 zu entladen. Die Entladepalette 58 verbleibt auf dem Ausführförderer 55. Der Ausführförderer 55 wird angetrieben, um die Entladepalette 58 auszuschieben, wie durch einen Pfeil 113 angedeutet. Der erste Roboter 1 in der vorliegenden Ausführungsform ist oberhalb des Einführförderers 54 angeordnet. Der zweite Roboter 2 ist zwischen dem Einführförderer 54 und dem Ausführförderer 55 angeordnet.
Der erste Roboter 1 ist auf einer Trägerbasis 91 befestigt. Der erste Roboter 1 umfasst einen Schwenkteil 11, der auf der Trägerbasis 91 schwenkt, wie durch einen Pfeil 101 angedeutet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schwenkteil 11 so aufgebaut, dass er um die sich in der vertikalen Richtung erstreckende Achse drehbar ist. Der erste Roboter 1 umfasst einen Arm 12 und ein Gelenk 13, die sich ganzheitlich mit dem Schwenkteil 11 drehen. Der erste Roboter 1 weist mehrere Gelenkverbindungen auf und ist so ausgestaltet, dass die Orientierung des Arms 12 und des Gelenks 13 an den Gelenkverbindungen geändert werden kann.
Die Aufhängvorrichtung 3, die als Endeffektor dient, ist an dem Gelenk 13 des ersten Roboters 1 befestigt. Der erste Roboter 1 unterstützt die Aufhängvorrichtung 3. Das Gelenk 13 ist dazu ausgestaltet, die Aufhängvorrichtung 3 zu drehen, wie durch einen Pfeil 102 angedeutet.
Der zweite Roboter 2 ist an einer Trägerbasis 92 befestigt. Ähnlich wie der erste Roboter umfasst der zweite Roboter 2 einen Schwenkteil 21, der auf der Trägerbasis 92 schwenkt, wie durch einen Pfeil 103 angedeutet, und einen Arm 22 und Gelenk 23, die sich ganzheitlich mit dem Schwenkteil 21 drehen. Der Schwenkteil 21 ist so aufgebaut, dass er auf der Trägerbasis 92 um die sich in der vertikalen Richtung erstreckende Drehachse drehbar ist. Die als Endeffektor dienende Hand 4 ist an dem Gelenk 23 des zweiten Roboters 2 befestigt. Die Hand 4 ist dazu ausgestaltet, das Werkstück 81 zu greifen.
Das Robotersystem 10 umfasst eine Steuerungsvorrichtung 7, die eine kooperative Steuerung ausführt, um zu bewirken, dass der erste Roboter 1 und der zweite Roboter 2 zusammenarbeiten. Das Robotersystem 10 umfasst ferner eine Einlernvorrichtung 8, die vorab dem ersten Roboter 1 und dem zweiten Roboter 2 Einlernpunkte einlernt. Das Robotersystem 10 umfasst ebenfalls einen Wandteil 93, der einen Arbeitsbereich umgibt. Die Steuerungsvorrichtung 7 und die Einlernvorrichtung 8 befinden sich außerhalb des Wandteils 93.
Die 2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die die Aufhängvorrichtung, das Werkstück und die Hand darstellt. Mit Bezug auf die 1 und 2 umfasst die Aufhängvorrichtung 3 ein Basisteil 31, das eine Längsrichtung aufweist, und ein feststehendes Teil 32, das an dem Basisteil 31 befestigt ist. Das feststehende Teil 32 ist an einem Endteil des Basisteils 31 in der Längsrichtung angeordnet. Das feststehende Teil 32 erstreckt sich von dem Basisteil 31 nach unten.
Die Aufhängvorrichtung 3 umfasst eine an dem Basisteil 31 befestigte Schiene 39. Die Schiene 39 erstreckt sich entlang der Längsrichtung des Basisteils 31. Die Aufhängvorrichtung 3 umfasst ein bewegliches Teils 33, das sich auf der Schiene 39 abgestützt entlang der Schiene 39 bewegt. Das bewegliche Teil 33 erstreckt sich nach unten in der vertikalen Richtung. Die Aufhängvorrichtung 3 umfasst einen Antriebsmotor 37, der das bewegliche Teil 33 antreibt. Das bewegliche Teil 33 bewegt sich durch Antreiben des Antriebsmotors 37 entlang der Längsrichtung des Basisteils 31, wie durch einen Pfeil 104 angedeutet. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Kugelrollspindelmechanismus verwendet, um das bewegliche Teil 33 zu bewegen.
Die Aufhängvorrichtung 3 umfasst eine erste Sperrklinke 34, die am feststehenden Teil 32 befestigt ist. Die Aufhängvorrichtung 3 umfasst eine zweite Sperrklinke 35, die am beweglichen Teil 33 befestigt ist. Die erste Sperrklinke 34 und die zweite Sperrklinke 35 funktionieren jeweils als ein Eingreifteil, das an einem passenden Griffteil des Werkstücks 81 eingreift.
Die Aufhängvorrichtung 3 kann so ausgestaltet sein, dass die erste Sperrklinke 34 in Bezug auf das Basisteil 31 um die sich in der vertikalen Richtung erstreckende Drehachse drehbar ist. Das heißt, die Ausgestaltung kann derart sein, dass die erste Sperrklinke 34 eine Orientierung relativ zum Basisteil 31 ändern kann. Durch Einsetzen dieser Ausgestaltung kann die Orientierung der ersten Sperrklinke 34 innerhalb der horizontalen Ebene geändert werden, wodurch das Aufhängen verschiedener Arten von Werkstücken ermöglicht wird.
Das Werkstück 81 umfasst Halterungen 82 und 83, die als die passenden Griffteile funktionieren, an denen die erste Sperrklinke 34 beziehungsweise die zweite Sperrklinke 35 eingreifen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Halterungen 82 und 83 jeweils mit einer Schraube am Werkstück 81 befestigt. Die passenden Griffteile sind nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern können in einem Hauptkörper des Werkstücks 81 ausgebildet sein. Die Halterung 82 ist mit einem Loch 82a ausgebildet, in das die erste Sperrklinke 34 eingeführt wird. Das heißt, die erste Sperrklinke 34 greift in das Loch 82a ein. Die Halterung 83 ist mit einem Loch 83a ausgebildet, in das die zweite Sperrklinke 35 eingeführt wird. Das heißt, die zweite Sperrklinke 35 greift in das Loch 83a ein.
In dem Werkstück 81 ist ein zu greifender Teil 81a ausgebildet, der durch die durch den zweiten Roboter 2 gestützte Hand 4 gegriffen wird. Der zu greifende Teil 81a gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch einen Teil eines Hauptkörpers des Werkstücks 81 ausgestaltet. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Hand 4 zwei Sperrklinkenteile 4a auf, die geöffnet und geschlossen werden können. Die Hand 4 funktioniert als ein Greifteil. Die Hand 4 greift den zu greifenden Teil 81a durch Schließen der zwei Sperrklinkenteile 4a. Der zu greifende Teil 81a ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann in einer beliebigen Struktur, mit der das Werkstück gegriffen werden kann, ausgebildet werden.
Das Robotersystem 10 in der vorliegenden Ausführungsform hat die Funktion des Korrigierens einer Positionsverschiebung des Werkstücks 81, der Anlieferungspalette 56 oder der Entladepalette 57. Das Robotersystem 10 ist mit einem zweidimensionalen visuellen Sensor ausgerüstet, der als eine Abbildungsvorrichtung zum Aufnehmen eines Bildes des Werkstücks 81 oder der Entladepalette 57 dient. Basierend auf dem durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen zweidimensionalen Bild korrigiert das Robotersystem 10 die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2. In der vorliegenden Ausführungsform werden drei Abbildungsvorrichtungen bereitgestellt. Es kann ein dreidimensionaler visueller Sensor oder dergleichen als die Abbildungsvorrichtung verwendet werden.
Mit Bezug auf die 1 und 2 umfasst die erste Abbildungsvorrichtung eine erste Kamera, die an der Aufhängvorrichtung 3 befestigt ist. Zwei erste Kameras werden in der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt. Eine Kamera 41 zum Aufnehmen eines Bildes der Halterung 82 und eine Kamera 42 zum Aufnehmen eines Bildes der Halterung 83 werden als die ersten Kameras bereitgestellt. Die Kamera 41 wird durch ein an dem feststehenden Teil 32 befestigten Stützteil 38 abgestützt. Die Kamera 42 wird durch ein an dem Basisteil 31 befestigten Stützteil 36 abgestützt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Kamera 41 in der Nähe der ersten Sperrklinke 34 angeordnet. Die Kamera 42 hingegen ist in der Nähe der zweiten Sperrklinke 35 angeordnet. Die Kameras 41 und 42 als die erste Abbildungsvorrichtung können in geeigneter Weise so positioniert werden, dass sie in der Lage sind, Bilder der passenden Griffteile des Werkstücks 81 aufzunehmen, bevor die Aufhängvorrichtung 3 an dem Werkstück 81 eingreift. Die eine oder die andere der Kameras 41 und 42 kann als die erste Kamera bereitgestellt werden.
Die zweite Abbildungsvorrichtung umfasst eine Kamera 43, die als eine zweite Kamera dient, die auf dem Boden unbeweglich abgestützt wird. Die Kamera 43 wird durch eine Kamera-Abstützbasis 51 abgestützt. Die Kamera 43 nimmt ein Bild des Werkstücks 81 auf dem Wege der Beförderung des Werkstücks 81 im aufgehängten Zustand auf. Die Kamera 43 in der vorliegenden Ausführungsform ist angeordnet, um das Werkstück 81 von unten abzulichten. Die Kamera 43 als die zweite Abbildungsvorrichtung kann so positioniert werden, dass sie in der Lage ist, ein Bild des Werkstücks 81 in dem Zustand aufzunehmen, in dem das Werkstück 81 aufgehängt ist.
Die dritte Abbildungsvorrichtung umfasst eine Kamera 44, die als dritte Kamera dient, die auf dem Boden unbeweglich abgestützt wird. Die Kamera 44 wird durch eine Kamera-Abstützbasis 52 abgestützt. Die Kamera 44 nimmt ein Bild der Entladepalette 57 auf, wenn die Entladepalette 57 durch die Ausführvorrichtung zu der vorbestimmten Position transportiert wird. Die Kamera 44 in der vorliegenden Ausführungsform befindet oberhalb des Ausführförderers 55. Die Kamera 44 als die dritte Abbildungsvorrichtung kann in geeigneter Weise so positioniert werden, dass sie in Lage ist, ein Bild der Entladepalette 57 aufzunehmen, wenn sich die Entladepalette 57 in der vorbestimmten Position befindet.
Die 3 zeigt ein Blockschaltbild des Robotersystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die in dem Robotersystem 10 verwendete Steuerungsvorrichtung 7 ist als eine einzelne Vorrichtung ausgestaltet, die den ersten Roboter 1 und den zweiten Roboter 2 steuert. Des Weiteren ist die Einlernvorrichtung 8 als eine einzelne Vorrichtung ausgestaltet, die dem ersten Roboter 1 Position und Haltung einlernt und auch dem zweiten Roboter 2 Position und Haltung einlernt. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 7 und die Einlernvorrichtung 8 sind Vorrichtungen, die dem ersten Roboter 1 und dem zweiten Roboter 2 gemeinsam sind.
Der Bediener lernt dem ersten Roboter 1 und dem zweiten Roboter 2 mittels der Einlernvorrichtung 8 Einlernpunkte ein und stellt dadurch vorab die Arbeitsvorgänge des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 ein. Alternativ können die Arbeitsvorgänge des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 in der Form eines Betriebsprogramms vorprogrammiert werden. Die Steuerungsvorrichtung 7 in der vorliegenden Ausführungsform führt eine kooperative Steuerung aus, um zu bewirken, dass er erste Roboter 1 und der zweite Roboter 2 zusammenarbeiten. In der kooperativen Steuerung wird die Position der Hand 4 relativ zur Aufhängvorrichtung 3 konstant gehalten. In der kooperativen Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform funktioniert der erste Roboter 1 als der Hauptroboter und der zweite Roboter 2 funktioniert als der Nebenroboter. Die Position und die Haltung des zweiten Roboters 2 werden basierend auf der Position und der Haltung des ersten Roboters 1 bestimmt. Der zweite Roboter 2 arbeitet so, dass er dem Arbeitsvorgang des ersten Roboters 1 folgt. Der zweite Roboter 2 wird ganzheitlich mit dem ersten Roboter 1 angetrieben, um mit dem Arbeitsvorgang des ersten Roboters 1 übereinzustimmen.
Die Steuerungsvorrichtung 7 umfasst eine Speichereinheit 62, die voreingestellte Einlernpunkte speichert. Die Steuerungsvorrichtung 7 umfasst eine Betriebssteuereinheit 63, die die Betätigung des ersten Roboters 1, des zweiten Roboters 2, der Aufhängvorrichtung 3 und der Hand 4 steuert. Die Betriebssteuereinheit 63 steuert ebenfalls den Arbeitsvorgang des Einführförderers 54 und der Ausführförderer 55 und 59.
Die Steuerungsvorrichtung 7 umfasst eine Bildverarbeitungseinheit 65, die die durch die erste Abbildungsvorrichtung 45, zweite Abbildungsvorrichtung 46 und dritte Abbildungsvorrichtung 47 aufgenommenen Bilder verarbeitet. Die Steuerungsvorrichtung 7 umfasst eine Korrektureinheit 64, die den Betrag der Korrektur für die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 berechnet.
Basierend auf dem durch die erste Abbildungsvorrichtung 45 aufgenommenen Bild berechnet die Bildverarbeitungseinheit 65 den Betrag der Positionsverschiebung des durch den Einführförderer 54 angelieferten Werkstücks 81. Basierend auf dem durch die zweite Abbildungsvorrichtung 46 aufgenommenen Bild berechnet die Bildverarbeitungseinheit 65 den Betrag der Positionsverschiebung des Werkstücks 81, wenn das Werkstück 81 durch die Aufhängvorrichtung 3 aufgehängt wird. Basierend auf dem durch die dritte Abbildungsvorrichtung 47 aufgenommenen Bild berechnet die Bildverarbeitungseinheit 65 den Betrag der Positionsverschiebung der durch den Einführförderer 55 transportierten Entladepalette 57. Basierend auf diesen Beträgen der Verschiebung berechnet die Korrektureinheit 64 den Betrag der Korrektur für den ersten Roboter 1 und den zweiten Roboter 2. Basierend auf dem berechneten Betrag der Korrektur korrigiert dann die Betriebssteuereinheit 63 die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2.
In der Steuerungsvorrichtung 7 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Referenzposition und die Referenzhaltung von jedem Roboter vorbestimmt. In der vorliegenden Ausführungsform stellt die durch die Einlernvorrichtung 8 eingelernte Position die Referenzposition des Roboters bereit und die durch die Einlernvorrichtung 8 eingelernte Haltung stellt die Referenzhaltung des Roboters bereit. Die Referenzposition und Referenzhaltung von jedem Roboter zu dem Zeitpunkt, wenn die jeweiligen Abbildungsvorrichtungen Bilder aufnehmen, werden in der Steuerungsvorrichtung 7 vorbestimmt. Die Steuerungsvorrichtung 7 speichert vorab Referenzbilder, die aufgenommen werden, wenn sich die jeweiligen Roboter in der vorbestimmten Referenzposition und Referenzhaltung befinden. Basierend auf den Referenzbildern und den durch die jeweiligen Abbildungsvorrichtungen aufgenommenen Bildern berechnet dann die Steuerungsvorrichtung 7 den Betrag der Korrektur für die Position und die Haltung der jeweiligen Roboter.
Die 4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das die durch das Robotersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführte Steuerung darstellt. Der Steuerungsprozess von 4 betrifft die Steuerung, die ausgeführt wird, wenn ein Werkstück 81 befördert wird. Wenn mehrere Werkstücke 81 befördert werden, kann der Steuerungsprozess von 4 wiederholt ausgeführt werden.
Mit Bezug auf die 1 und 4 werden im Schritt 131 das Werkstück 81 und die Entladepaletten 57 und 59 zu den vorbestimmten Positionen transportiert. Die Steuerungsvorrichtung 7 steuert den Einführförderer 54, um das Werkstück zur Ausgangsposition zu transportieren. Des Weiteren steuert die Steuerungsvorrichtung 7 den Ausführförderer 55, um die Entladepaletten 57 und 58 zu der der Zielposition des Werkstücks 81 entsprechenden Position zu transportieren.
Mit Bezug auf die 2 bis 4 wird im Schritt 132 die Aufhängvorrichtung 3 zu einer vorbestimmten Position in der Nähe des Werkstücks 81 bewegt. Die Aufhängvorrichtung 3 bewegt sich zu der Position, wo die Kameras 41 und 42 der ersten Abbildungsvorrichtung 45 Bilder der Halterungen 82 und 83 des Werkstücks 81 aufnehmen können. Die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 in diesem Zustand sind vorbestimmt. Die erste Sperrklinke 34 ist von der Halterung 82 beabstandet. Die zweite Sperrklinke 35 ist von der Halterung 83 beabstandet.
Als Nächstes werden in Schritt 133 die Bilder der Halterungen 82 und 83 durch die erste Abbildungsvorrichtung 45 aufgenommen. Die Kamera 41 nimmt das Bild der Halterung 82 auf, bevor die erste Sperrklinke 34 in Eingriff mit der Halterung 82 gebracht wird. Des Weiteren nimmt die Kamera 42 das Bild der Halterung 83 auf, bevor die zweite Sperrklinke 35 in Eingriff mit der Halterung 83 gebracht wird.
Dann beurteilt die Steuerungsvorrichtung 7 im Schritt 134, ob die Position des Werkstücks 81 verschoben ist oder nicht. Die Bildverarbeitungseinheit 65 vergleicht die durch die zwei Kameras 41, 42 aufgenommenen Bilder mit vorab gespeicherten Referenzbildern der Halterungen 82 und 83. In der vorliegenden Ausführungsform vergleicht die Bildverarbeitungseinheit 65 die Position des in der Halterung 82 ausgebildeten Lochs 82a. Des Weiteren vergleicht die Bildverarbeitungseinheit 65 die Position des in der Halterung 83 ausgebildeten Lochs 83a. Dann berechnet die Bildverarbeitungseinheit 65 den Betrag der Verschiebung für jede der Halterungen 82 und 83. Wenn die Position des Lochs 82a, 83a in dem durch die Kamera 41, 42 aufgenommenen Bild von der Position des in dem Referenzbild definierten Lochs 82a, 83a um einen Betrag verschoben ist, der größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist, dann kann beurteilt werden, dass die Position des Werkstücks 81 verschoben ist. In diesem Fall geht die Steuerung weiter zu Schritt 135.
Im Schritt 135 berechnet die Korrektureinheit 64 den Betrag der Korrektur basierend auf dem Betrag der Verschiebung für die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2. Die Korrektureinheit 64 berechnet den Betrag der Korrektur, sodass die erste Sperrklinke 34 in das Loch 82a der Halterung 82 eingeführt wird, wenn das Basisteil 31 in der durch den Pfeil 102 angedeuteten Richtung gedreht wird. Des Weiteren berechnet die Korrektureinheit 64 den Betrag der Korrektur, sodass die zweite Sperrklinke 35 in das Loch 83a der Halterung 83 eingeführt wird, wenn das bewegliche Teil 33 entlang der Schiene 39 bewegt wird, nachdem das Basisteil 31 gedreht wurde.
Dann korrigiert die Betriebssteuereinheit 63 die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 basierend auf dem berechneten Betrag der Korrektur. Wenn das Werkstück 81 durch den Einführförderer 54 angeliefert wird, kann ein Fehler in der Position des Werkstücks 81 auftreten. Insbesondere kann die Position des passenden Griffteils des Werkstücks 81 von der gewünschten Position verschoben sein. In solchen Fällen kann durch Ausführen der Korrektur basierend auf den durch die erste Abbildungsvorrichtung 45 aufgenommenen Bildern bewirkt werden, dass die erste Sperrklinke 34 im nächsten Schritt ohne Fehler in die Halterung 82 eingreift. Des Weiteren kann bewirkt werden, dass die zweite Sperrklinke 35 im nächsten Schritt ohne Fehler in die Halterung 83 eingreift. Weiterhin kann bewirkt werden, dass die Hand 4 das Werkstück 81 im nächsten Schritt sicher greift. Wenn im Schritt 134 beurteilt wird, dass die Position des Werkstücks 81 nicht verschoben ist, geht die Steuerung weiter zu Schritt 136.
Die 5 ist ein schematisches Schaubild, das den Zustand darstellt, nachdem die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 korrigiert wurden. Die erste Sperrklinke 34 befindet sich in einer von der Halterung 82 beabstandeten Position. Die zweite Sperrklinke 35 befindet sich in einer von der Halterung 83 beabstandeten Position. Die Hand 4 ist in einen Zustand versetzt, in dem sie bereit ist, das Werkstück 81 zu greifen. Das Loch 82a der Halterung 82 befindet sich auf derselben Höhe wie die erste Sperrklinke 34. Des Weiteren befindet sich das Loch 83a der Halterung 83 auf derselben Höhe wie die zweite Sperrklinke 35. Die Hand 4 ist so positioniert, dass sie dem zu greifenden Teil 81a des Werkstücks zugewandt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Korrektur basierend auf den Positionen der Halterungen 82 und 83 des Werkstücks 81 ausgeführt, sie ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die Korrektur kann basierend auf der Position eines beliebigen anderen Teils des Werkstücks 81 ausgeführt werden.
Mit Bezug auf die 4 bewirkt die Betriebssteuereinheit 63 im Schritt 136, dass die Aufhängvorrichtung 3 und die Hand 4 an dem Werkstück eingreifen. Mit Bezug auf die 1, 2, 4 und 5 greifen die Sperrklinkenteile 4a der Hand 4 den zu greifenden Teil 81a des Werkstücks 81. In diesem Fall greift die Hand 4 das Werkstück 81 an einem Teil, der niedriger als die als die passenden Griffteile ausgebildeten Halterungen 82 und 83 ist.
Als Nächstes bewirkt die Betriebssteuereinheit 63, dass die Aufhängvorrichtung 3 in das Werkstück 81 eingreift. Die Betriebssteuereinheit 63 bewirkt, dass sich die Aufhängvorrichtung 3 in der horizontalen Ebene dreht, wie durch den Pfeil 102 angedeutet. Die erste Sperrklinke 34 wird in das Loch 82a der Halterung 82 eingeführt. Die 2 zeigt den Zustand, in dem die erste Sperrklinke 34 in die Halterung 82 eingeführt wird. Als Nächstes wird die zweite Sperrklinke 35 durch Bewegen des beweglichen Teils 33 in das Loch 83a der Halterung 83 eingeführt, wie durch einen Pfeil 105 angedeutet. Die Aufhängvorrichtung 3 wird dazu gebracht, an dem Werkstück 81 einzugreifen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Werkstück 81 zuerst durch die Hand 4 gegriffen und dann wird die Aufhängvorrichtung 3 dazu gebracht, an dem Werkstück 81 einzugreifen, wobei dies jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und bewirkt werden kann, dass zuerst die Aufhängvorrichtung 3 am Werkstück 81 eingreift.
Die 6 ist ein schematisches Schaubild, das den Zustand darstellt, wenn das Werkstück durch die Hand gegriffen wird und die Aufhängvorrichtung 3 am Werkstück eingreift. Der passende Griffteil des Werkstücks 81 ist im Eingriff mit dem Eingreifteil der Aufhängvorrichtung 3. Die Hand 4 greift das Werkstück 81. In der vorliegenden Ausführungsform wird die kooperative Steuerung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 in diesem Zustand gestartet.
Mit Bezug auf die 4 werden im Schritt 137 der erste Roboter 1 und der zweite Roboter 2 betrieben, um das Werkstück 81 aufzuhängen. Mit Bezug auf die 6 hebt der erste Roboter 1 das Werkstück 81 in der vertikalen Richtung hoch, wie durch einen Pfeil 107 angedeutet. Da in diesem Fall die kooperative Steuerung ausgeführt wird, folgt der zweite Roboter 2 der Bewegung des Werkstücks 81, während er das Werkstück 81 in dem gegriffenen Zustand hält.
Die 7 ist ein schematisches Schaubild, das den Zustand darstellt, wenn das Anheben des Werkstücks abgeschlossen ist. Die Anlieferungspalette 56 umfasst mehrere Stifte 56a. Der untere Teil des Werkstücks 81 ist mit Einführlöchern 81b ausgebildet, in die die Stifte 56a eingeführt waren. Während das Werkstück 81 angehoben wird, werden die Stifte 56a aus den Einführlöchern 81b entfernt. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Werkstück 81 bis zu einer vorbestimmten Höhe angehoben.
Mit Bezug auf die 4 wird das Werkstück 81 im Schritt 138 so bewegt, dass es über der zweiten Abbildungsvorrichtung 46 positioniert ist. Mit Bezug auf die 7 wird das Werkstück 81 bewegt, wie durch einen Pfeil 108 angedeutet. In diesem Schritt wird das Werkstück translatorisch in der horizontalen Richtung ohne Drehen des Werkstücks 81 bewegt. Das Werkstück 81 wird an die Position bewegt, an der ein Bild der Unterseite des Werkstücks 81 durch die Kamera 43 aufgenommen werden kann. Da in diesem Fall die kooperative Steuerung ausgeführt wird, folgt der zweite Roboter 2 der Bewegung des Werkstücks 81, während er das Werkstück 81 in dem gegriffenen Zustand hält.
Die 8 ist ein schematisches Schaubild, das den Zustand darstellt, wenn die translatorische Bewegung des Werkstücks abgeschlossen ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Werkstück 81 an eine Position direkt über der Kamera 43 bewegt. Die Unterseite des Werkstücks 81 ist der Kamera 43 zugewandt. Das Bild der Unterseite des Werkstücks 81 kann durch die Kamera 43 aufgenommen werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 basierend auf den Positionen der Einführlöcher 81b des Werkstücks 81 korrigiert. Das Referenzbild der Unterseite des Werkstücks 81 wird vorab in der Steuerungsvorrichtung 7 gespeichert. Die Position und die Haltung des Roboters werden basierend auf dem Referenzbild und dem durch die Kamera 43 aufgenommenen Bild korrigiert.
Mit Bezug auf die 4 nimmt im Schritt 139 die zweite Abbildungsvorrichtung ein Bild des Werkstücks 81 auf. In der vorliegenden Ausführungsform nimmt die Kamera 43 ein Bild der Unterseite des Werkstücks 81 auf. Die Bildverarbeitungseinheit 65 verarbeitet das aufgenommene Bild. Im Schritt 140 berechnet die Bildverarbeitungseinheit 65 den Betrag der Positionsverschiebung des Werkstücks 81. Dann beurteilt die Bildverarbeitungseinheit 65, ob der Betrag der Verschiebung größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist oder nicht. In diesem Schritt wird die horizontale Verschiebung des Werkstücks 81 überprüft. Wenn der Betrag der Verschiebung größer als der vorbestimmte Grenzwert ist, kann die Bildverarbeitungseinheit 65 beurteilen, dass die Position des Werkstücks 81 verschoben ist. Wenn in Schritt 140 beurteilt wird, dass die Position des Werkstücks 81 verschoben ist, geht die Steuerung weiter zu Schritt 141.
Im Schritt 141 berechnet die Korrektureinheit 64 basierend auf dem Betrag der Verschiebung den Betrag der Korrektur für die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2. Die Korrektureinheit 64 berechnet den Betrag der Korrektur für den ersten Roboter 1 und den zweiten Roboter 2, sodass die Positionen der Einführlöcher 81b in dem durch die Kamera 43 aufgenommenen Bild mit den Positionen der Einführlöcher 81b in dem Referenzbild übereinstimmen. Dann korrigiert die Betriebssteuereinheit 63 die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 basierend auf dem berechneten Betrag der Korrektur. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Korrektur basierend auf den Positionen der Einführlöcher 81b des Werkstücks 81 ausgeführt, sie ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern die Korrektur kann basierend auf der Position eines beliebigen anderen Teils des Werkstücks 81 ausgeführt werden.
Wenn das Werkstück 81 aufgehängt ist, tritt manchmal ein Fehler in der Position des Werkstücks 81 auf. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Position des in einem aufgehängten Zustand beförderten Werkstücks 81 korrigiert werden. Wenn im Schritt 140 beurteilt wird, dass die Position des Werkstücks 81 nicht verschoben ist, geht die Steuerung weiter zu Schritt 142.
Als Nächstes werden mit Bezug auf die 1, 4 und 8 die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 basierend auf der Position der Entladepalette 57 korrigiert. Im Schritt 142 nimmt die dritte Abbildungsvorrichtung 47 durch die Kamera 44 ein Bild der Entladepalette 57 auf.
Im Schritt 143 berechnet die Bildverarbeitungseinheit 65 den Betrag der Positionsverschiebung der Entladepalette 57. Dann beurteilt die Bildverarbeitungseinheit 65, ob die Position der Entladepalette 57 verschoben ist oder nicht. Wenn der Betrag der Verschiebung der Entladepalette 57 größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist, kann die Bildverarbeitungseinheit 65 beurteilen, dass die Position der Entladepalette 57 verschoben ist. In der vorliegenden Ausführungsform beurteilt die Bildverarbeitungseinheit 65 basierend auf den Positionen der Stifte 57a der Entladepalette 57, ob die Position der Entladepalette 57 verschoben ist oder nicht. Wenn in Schritt 143 beurteilt wird, dass die Position der Entladepalette 57 verschoben ist, geht die Steuerung weiter zu Schritt 144.
Im Schritt 144 berechnet die Korrektureinheit 64 basierend auf dem Betrag der Verschiebung der Entladepalette 57 den Betrag der Korrektur für die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2. Dann korrigiert die Betriebssteuereinheit 63 die Position und die Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 basierend auf dem Betrag der Korrektur. Der hier verwendete Betrag der Korrektur wird so eingestellt, dass die Einführlöcher 81b des Werkstücks 81 direkt über den Stiften 57a der Entladepalette 57 positioniert werden, wenn das Werkstück 81 im nächsten Schritt drehend bewegt wird.
Wenn die Entladepaletten 57 und 58 durch den Ausführförderer 55 angeliefert werden, kann die Position der Entladepalette 57 von der vorbestimmten Position verschoben sein. Durch Korrigieren der Position und der Haltung des ersten Roboters 1 und des zweiten Roboters 2 basierend auf dem durch die dritte Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild können die Stifte 57a der Entladepalette 57 in einem nachfolgenden Schritt korrekt in die die Einführlöcher 81b des Werkstücks 81 eingeführt werden. Wenn in Schritt 143 beurteilt wird, dass die Position der Entladepalette 57 nicht verschoben ist, geht die Steuerung weiter zu Schritt 145.
Im Schritt 145 wird das Werkstück 81 an eine Position oberhalb der Entladepalette 57 bewegt. Mir Bezug auf die 8 wird das Werkstück 81 in der horizontalen Richtung bewegt, wie durch einen Pfeil 109 angedeutet. Zu diesem Zeitpunkt werden der erste Roboter 1 und der zweite Roboter 2 so betrieben, dass die Orientierung des Werkstücks 81 geändert wird. Der erste Roboter 1 und der zweite Roboter 2 drehen das Werkstück 81 um 90 Grad in der horizontalen Ebene. Mit Bezug auf die 1 ändern der erste Roboter 1 und der zweite Roboter 2 die Orientierung des Werkstücks 81 mit den Schwenkteilen 11 und 21, die wie durch die Pfeile 101 und 103 angedeutet schwenken. Da in diesem Fall die kooperative Steuerung ausgeführt wird, folgt der zweite Roboter 2 der Bewegung des Werkstücks 81, während er das Werkstück in dem gegriffenen Zustand hält.
Die 9 ist ein schematisches Schaubild, das den Zustand darstellt, wenn das Werkstück an die Position direkt oberhalb der Entladepalette bewegt wird. Da die Position des Werkstücks 81 basierend auf dem durch die Kamera 43 aufgenommenen Bild und dem durch die Kamera 44 aufgenommenen Bild korrigiert wird, befinden sich die Einführlöcher 81b des Werkstücks 81 direkt oberhalb der Stifte 57a der Entladepalette 57.
Als Nächstes wird mit Bezug auf die 4 das Werkstück 81 im Schritt 146 auf die Entladepalette 57 gesetzt. Mit Bezug auf die 9 wird das Werkstück 81 abgesenkt, wie durch einen Pfeil 110 angedeutet. Die Stifte 57a der Entladepalette 57 werden in die Einführlöcher 81b des Werkstücks 81 eingeführt. Auf diese Weise wird das Werkstück 81 zur Zielposition transportiert. Wenn das Werkstück 81 zur Zielposition transportiert wird, beendet die Steuerungsvorrichtung 7 die kooperative Steuerung.
Mit Bezug auf die 1 und 4 sind im Schritt 147 die Aufhängvorrichtung 3 und die Hand 4 jeweils außer Eingriff. Mit Bezug auf die 2 sind in der vorliegenden Ausführungsform die erste Sperrklinke 34 und die zweite Sperrklinke 35 außer Eingriff. Durch Bewegen des beweglichen Teils 33 wird die zweite Sperrklinke 35 aus dem Loch 83a der Halterung 83 gezogen. Als Nächstes wird durch Drehen des Basisteils 31 die erste Sperrklinke 34 aus dem Loch 82a der Halterung 82 gezogen. Dann wird durch Öffnen der Sperrklinkenteile 4a der Hand 4 die Hand außer Eingriff gebracht. Danach werden die Aufhängvorrichtung 3 und die Hand 4 an die vorbestimmten Positionen zurückgezogen.
Als Nächstes treibt mit Bezug auf die 4 die Steuerungseinheit 7 im Schritt 148 die Bewegungsvorrichtung des Ausführförderers 55 an, um das Werkstück 81 und die Entladepalette 57 auf den Ausführförderer 59 zu transportieren. Die Steuerungseinheit 7 treibt dann den Ausführförderer 59 an, um das Werkstück 81 zu entladen. Des Weiteren treibt die Steuerungseinheit 7 den Ausführförderer 55 an, um die Entladepalette 58 zu entladen.
Auf diese Weise kann das Robotersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Gegenstand befördern, indem der Gegenstand unter Verwendung mehrerer Roboter aufgehängt wird. Dies beseitigt das Erfordernis, dass ein Bediener den Gegenstand mittels eines Hebezeugs aufhängt und den Gegenstand hält, um ihn am Schwingen zu hindern. Der Gegenstand kann automatisch unter Verwendung der mehreren Roboter befördert werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Gegenstand unter Verwendung von zwei Robotern befördert, wobei jedoch der Gegenstand unter Verwendung von drei oder mehr Robotern befördert werden kann.
Das Robotersystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform befördert den Gegenstand durch Ausführen eines zusammenwirkenden Betriebs der mehreren Roboter. Da der zweite Roboter 2 das Werkstück 81 im gegriffenen Zustand hält, kann das Werkstück 81 befördert werden, während es am Schwingen gehindert wird. Da weiterhin der Gegenstand unter Verwendung von Robotern befördert wird, kann der Gegenstand mit hoher Geschwindigkeit befördert werden. Außerdem ermöglicht die Verwendung von Robotern, um den Gegenstand zu befördern, die Änderung der Orientierung des Werkstücks 81 während der Beförderung. Da die kooperative Steuerung ausgeführt wird, kann auch in diesem Fall die Orientierung des Werkstücks 81 auf stabile Weise geändert werden.
Die Steuerungsvorrichtung speichert vorab die Referenzbilder der jeweiligen Roboter in der Referenzposition und der Referenzhaltung, berechnet den Betrag der Korrektur für die Position und die Haltung des Roboters basierend auf den Referenzbildern und den durch die Abbildungsvorrichtungen aufgenommenen Bildern und korrigiert die Position und die Haltung der Roboter basierend auf dem Betrag der Korrektur. Als ein Ergebnis kann ein Fehler in der Position, der während der Beförderung auftreten kann, korrigiert werden.
Die Steuerungsvorrichtung korrigiert die Position und die Haltung der Roboter basierend auf den durch die erste Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bildern der passenden Griffteile. Durch Einsetzen dieser Steuerung kann bewirkt werden, das der erste Roboter und der zweite Roboter sicher an dem zu befördernden Gegenstand eingreifen. Des Weiteren korrigiert die Steuerungsvorrichtung die Position und die Haltung der Roboter basierend auf dem durch die zweite Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild des Gegenstands. Durch Einsetzen dieser Steuerung kann die Positionsverschiebung des in einem aufgehängten Zustand beförderten Werkstücks korrigiert werden. Weiterhin korrigiert die Steuerungsvorrichtung die Position und die Haltung der Roboter basierend auf dem durch die dritte Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild der Palette. Durch Einsetzen dieser Steuerung kann die Positionsverschiebung der Palette korrigiert werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann durch Ausführen dieser Steuerung basierend auf dem durch die zweite Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild und dem durch die dritte Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild verhindert werden, dass die Stifte der Entladepalette bezüglich der Löchern des Werkstücks verschoben werden.
Die Steuerungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform steuert den ersten Roboter und den zweiten Roboter durch eine einzige gemeinsame Vorrichtung, sie ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die Steuerungsvorrichtung kann eine erste Steuerungsvorrichtung zum Steuern des ersten Roboters und eine zweite Steuerungsvorrichtung zum Steuern des zweiten Roboters umfassen.
Die 10 zeigt ein Blockschaltbild eines alternativen Robotersystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das alternative Robotersystem umfasst eine erste Steuerungsvorrichtung 61a, die den ersten Roboter 1 sowie die Aufhängvorrichtung 3 steuert, und eine zweite Steuerungsvorrichtung 61b, die den zweiten Roboter 2 und die Hand 4 steuert. Die erste Steuerungsvorrichtung 61a und die zweite Steuerungsvorrichtung 61b sind miteinander durch eine Kommunikationsvorrichtung verbunden, die eine Kommunikationsleitung 71 umfasst. Die Kommunikationsvorrichtung kann eine Kommunikation beispielsweise durch Verwendung eines Ethernet(eingetragene Marke)-Netzwerks ausführen. Die erste Steuerungsvorrichtung 61a und die zweite Steuerungsvorrichtung 61b führen eine kooperative Steuerung aus, während sie miteinander über die Kommunikationsvorrichtung kommunizieren.
In der durch das alternative Robotersystem ausgeführten kooperativen Steuerung funktioniert die erste Steuerungsvorrichtung 61a als eine Vorrichtung zum Steuern des Hauptroboters und die zweite Steuerungsvorrichtung 61b funktioniert als eine Vorrichtung zum Steuern des Nebenroboters.
Die erste Steuerungsvorrichtung 61a umfasst eine Speichereinheit 62a, eine Betriebssteuereinheit 63a und eine Korrektureinheit 64a. Ähnlich wie die erste Steuerungsvorrichtung 61a umfasst die zweite Steuerungsvorrichtung 61b eine Speichereinheit 62b, eine Betriebssteuereinheit 63b und eine Korrektureinheit 64b. Eine erste Einlernvorrichtung 8a ist mit der ersten Steuerungsvorrichtung 61a verbunden. Eine zweite Einlernvorrichtung 8b ist mit der zweiten Steuerungsvorrichtung 61b verbunden. Auf diese Weise werden die Steuerungsvorrichtung und die Einlernvorrichtung für jeden der Roboter bereitgestellt. Der Einführförderer 54 und die Ausführförderer 55 und 59 werden durch die erste Steuerungsvorrichtung 61a gesteuert.
In dem Beispiel des in der 10 gezeigten Robotersystems 10 umfasst die erste Steuerungsvorrichtung 61a eine Bildverarbeitungseinheit 65a. Das Bild der ersten Abbildungsvorrichtung 45, das Bild der zweiten Abbildungsvorrichtung 46 und das Bild der dritten Abbildungsvorrichtung 47 werden in die erste Steuerungsvorrichtung 61a eingegeben. Dann wird der Betrag der Verschiebung durch die Bildverarbeitungseinheit 65a berechnet. Basierend auf dem Betrag der Verschiebung berechnet die Korrektureinheit 64a in der ersten Steuerungsvorrichtung 61a den Betrag der Korrektur für die Position und die Haltung des ersten Roboters 1. Die Betriebssteuereinheit 63a korrigiert die Position und die Haltung des ersten Roboters 1. Des Weiteren berechnet die Korrektureinheit 64b in der zweiten Steuerungsvorrichtung 61b basierend auf dem Betrag der Verschiebung den Betrag der Korrektur für die Position und die Haltung des zweiten Roboters 2. Die Betriebssteuereinheit 63b korrigiert die Position und die Haltung des zweiten Roboters 2. Auf diese Weise kann eine zugewiesene Steuerungsvorrichtung und Einlernvorrichtung für jeden Roboter bereitgestellt werden und es kann eine kooperative Steuerung durch Kommunizieren über die Kommunikationsvorrichtung ausgeführt werden.
Die Aufhängvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform umfasst die erste Sperrklinke und die zweite Sperrklinke, wobei die erste Sperrklinke dazu gebracht wird, an der ersten Halterung des Werkstücks einzugreifen, indem das Basisteil gedreht wird und die zweite Sperrklinke dazu gebracht wird, an der zweiten Halterung des Werkstücks einzugreifen, indem das bewegliche Teil bewegt wird. Die Aufhängvorrichtung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es kann eine beliebige Ausgestaltung eingesetzt werden, die das Werkstück aufhängen kann.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde jeder Roboter als ein als sechsachsiger Roboter ausgestalteter Roboter beschrieben, wobei jedoch die Ausgestaltung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, sondern die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf einen Roboter einer beliebigen Ausgestaltung angewendet werden kann.
Die vorliegende Ausführungsform wurde durch Erläutern eines Beispiels einer Beförderungssteuerung beschrieben, bei der die Orientierung des Werkstücks während der Beförderung geändert wird, wobei sie jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. Die Orientierung kann während der Beförderung auch nicht geändert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Robotersystem bereitgestellt werden, das einen Gegenstand in einem aufgehängten Zustand unter Verwendung eines Roboters befördert.
In dem oben beschriebenen Steuerungsprozess kann die Reihenfolge der Schritte willkürlich geändert werden, ohne die Funktion oder die Wirkung zu ändern. Die Ausführungsformen können in geeigneter Weise kombiniert werden. In den Zeichnungen werden durchgehend dieselben oder entsprechende Teile durch dieselben Bezugsziffern gekennzeichnet. Die Ausführungsformen sind lediglich erläuternd und schränken die Erfindung nicht ein. Des Weiteren umfassen die Ausführungsformen Änderungen, die an den in den anhängenden Ansprüchen beschriebenen Ausführungsformen gemacht werden könnten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 05-162974 [0003]

Claims

Robotersystem (10) zum Befördern eines Gegenstands (81), Folgendes umfassend: eine Aufhängvorrichtung (3), die einen Eingreifteil (34, 35) zum Eingreifen an einem passenden Griffteil (82, 83) des Gegenstands umfasst und die den Gegenstand aufhängt; einen ersten Roboter (1), der die Aufhängvorrichtung abstützt; eine Hand (4), die den Gegenstand greift, wenn der Gegenstand aufgehängt ist; einen zweiten Roboter (2), der Hand abstützt; und eine Steuerungsvorrichtung (7, 61a, 61b), die eine kooperative Steuerung ausführt, um zu bewirken, dass der erste Roboter und der zweite Roboter zusammenarbeiten; wobei die Hand den Gegenstand greift an einem Teil greift, der niedriger als der passende Griffteil ist, und die Steuerungsvorrichtung eine kooperative Steuerung so ausführt, dass die Position der Hand relativ zur Aufhängvorrichtung konstant gehalten wird, und dass der Gegenstand befördert wird, während ein Zustand, in dem die Hand den Gegenstand greift, beibehalten wird.
Robotersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung als eine einzelne Vorrichtung (7) ausgestaltet ist, die den ersten Roboter und den zweiten Roboter steuert.
Robotersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung eine erste Steuerungsvorrichtung (61a), die den ersten Roboter steuert, und einen zweite Steuerungsvorrichtung (61b), die den zweiten Roboter steuert, umfasst, die erste Steuerungsvorrichtung und die zweite Steuerungsvorrichtung miteinander über eine Kommunikationsleitung verbunden sind, um eine kooperative Steuerung auszuführen.
Robotersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner eine Abbildungsvorrichtung (45, 46, 47) umfassend, um ein Bild des Gegenstands oder einer Palette (57), auf der der Gegenstand abgelegt ist, aufzunehmen, wobei die Steuerungsvorrichtung vorab ein Referenzbild speichert, wenn der erste Roboter und der zweite Roboter in einer Referenzposition und einer Referenzhaltung sind, einen Betrag der Korrektur für die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters basierend auf dem durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild und dem Referenzbild berechnet, und die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters basierend auf dem Betrag der Korrektur korrigiert.
Robotersystem nach Anspruch 4, ferner eine Einführvorrichtung (54) zum Anliefern des Gegenstands umfassend, wobei die Abbildungsvorrichtung (45) eine Kamera (41, 42) umfasst, die an der Aufhängvorrichtung befestigt ist und ein Bild des passenden Griffteils aufnimmt, wenn die Einführvorrichtung den Gegenstand zu einer vorbestimmten Position transportiert, und die Steuerungsvorrichtung die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters basierend auf dem durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild des passenden Griffteils korrigiert.
Robotersystem nach Anspruch 4, wobei die Abbildungsvorrichtung (46) eine Kamera (43) umfasst, die auf einem Boden unbeweglich abgestützt ist und ein Bild des Gegenstands auf dem Weg der Beförderung des Gegenstands in einem aufgehängten Zustands aufnimmt, und die Steuerungsvorrichtung die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters basierend auf dem durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild korrigiert.
Robotersystem nach Anspruch 4, ferner eine Ausführvorrichtung (55) zum Entladen des auf der Entladepalette (57) abgelegten Gegenstands umfassend, wobei die Abbildungsvorrichtung (47) eine auf einem Boden unbeweglich abgestützte Kamera (44) umfasst, und ein Bild der Entladepalette aufnimmt, wenn die Ausführvorrichtung die Entladepalette zu einer vorbestimmten Position transportiert, und die Steuerungsvorrichtung die Position und die Haltung des ersten Roboters und des zweiten Roboters basierend auf dem durch die Abbildungsvorrichtung aufgenommenen Bild der Entladepalette korrigiert.